Технологическая автоматизация

Методы цифровых технологий

Численная реализация для модели РИП для микроволновой микроскопии

Граничные условия на границе свободное пространство-проводник :

, (2.9)

, (2.10)

где - тангенциальная составляющая вектора напряжённости электрического поля; - толщина скин-слоя проводника; - вектор нормали границы раздела, направленный вглубь проводника; - вектор поверхностной плотности тока.

Граничные условия на границе свободное пространство-диэлектрик :

, (2.11)

, (2.12)

где - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика; - вектор напряжённости электрического поля в свободном пространстве; - вектор напряжённости электрического поля в диэлектрике.

Рассмотрим основные пункты методики численного моделирования.

При расчёте в режиме вынужденных колебаний, модель содержит волновые порты, через которые производится ввод и вывод высокочастотной энергии. В этом случае производится численный расчёт волновых уравнений методом конечных элементов :

, (2.13)

, (2.14)

где , - комплексные вектора напряжённости электрического и магнитного полей, соответственно; - волновое число; - комплексный вектор плотности тока волнового порта; - полное сопротивление волнового порта.

Волновое число находится из заданной частоты электромагнитного колебания волнового порта - и электрофизических параметров модели:

. (2.15)

В ходе численного расчёта, пространство модели разбивается на тетраэдры , решаются волновые уравнения (2.13), (2.14), учитывая заданные граничные условия (2.9) - (2.12).

Граничное условие излучения в среду с электрофизическими параметрами , интерпретируется как бесконечный слой среды. Полное сопротивление такой структуры, определяется выражением :

.

Следовательно, граничное условие границы излучения имеет вид:

, (2.16)

где - комплексная компонента вектора напряжённости электрического поля, тангенциальная к границе; - комплексная компонента вектора напряжённости магнитного поля, нормальная к границе.

На основании значений электрического и магнитного поля в вершинах каждого тетраэдра модели, строятся распределения полей в модели. Из характеристик полей вычисляется матрица S-параметров, элементы которой описывают физические параметры рассеяния многополюсника. Так, для модели с двумя волновыми портами, матрица S-параметров имеет вид : Перейти на страницу: 1 2 3

Другие статьи по теме:

Изучение основных возможностей программы Electronics Workbench Цель работы: ознакомиться со средой моделирования электронных схем Electronics Workbench, провести анализ генератора Колпитца, исследовать характеристики биполярного транзистора, изучить с ...

Исследование цилиндрического резонатора с коаксиальной апертурой Современная наука и производство немыслимы без точных, экспресс-методов измерения физических параметров материалов и сред. Прецизионные измерения и исследование их характеристик актуаль ...

Медианная фильтрация медианный фильтрация цифровой сигнал Цифровая обработка сигналов нашла широкое применение в различных сферах деятельности: телевидении, радиолокации, связи, метеорологии, сейсмологии, ме ...